正文 第5章 工業固體廢物(2)(1 / 3)

有色金屬渣是指有色金屬礦物在冶煉過程中產生的廢渣。有色金屬渣按生產工藝可分為兩類:一類是火法冶煉中形成的熔融爐渣;另一類是在濕法冶煉中排出的殘渣。按金屬礦物的性質,可分為重金屬渣、輕金屬渣和稀有金屬渣。

形成有色金屬爐渣的礦物主要有橄欖石類、輝石類、斜長石類、黃長石類和尖晶石類。常見的礦物有鐵橄欖石(2FeO·SiO2)、鎂橄欖石(32MgO·SiO2)、透輝石(CaO·MgO·2SiO2)、鈣長石(CaO·Al2O3·2SiO2)和鋁黃長石(2CaO·Al2O3·SiO2)等。有色金屬爐渣的礦物組成可按照FeO·SiO2係、CaO·SiO2係和CaO·FeO·SiO2係的狀態圖進行研究。

有色金屬爐渣的數量同原礦的成分和加入的熔劑量有關,按重量計約為熔融金屬或鋶(金屬的硫化物)的產量的3~5倍;按體積計則為熔融金屬或鋶的8~10倍。

長期以來對有色金屬渣采用露天堆置的處理方法,占用大量土地,又受大氣侵蝕和雨水的淋浸,對土壤、水體和大氣造成汙染。有的有色金屬渣還含有鉛、砷、鎘、汞等有害物質,給堆置地區的居民和動植物造成嚴重的威脅。如某鋅冶煉廠排出的鋅渣每千克含鎘量達到80毫克,排出的砷渣每千克含鎘量達1900毫克,日積月累,致使廠區1千米半徑內的空氣含鎘量增大260倍,井水含鎘量增大6倍,土壤含鎘量增大100倍;當地所產大米含鎘量增大80倍,雞、兔腎中含鎘量增大600倍。

重金屬爐渣水淬後大多是呈亮黑色的致密顆粒,含有大量的矽酸鐵(鐵橄欖石),一般達60%~70%。以銅渣為例,如果將它放入回轉窯氧化焙燒,再采用還原的方法處理,可以回收粒鐵,但經濟上是否合算,尚需研究。

銅、鉛、鋅、鎳等重金屬爐渣含有大量鐵的化合物,可以代替鐵礦粉作為水泥的原料。重金屬爐渣破碎後可作混凝土的粗細骨料。磨細的渣粉可作為水泥的外摻料,但由於重金屬爐渣的水化活性較差,用作外摻料在數量上應有控製。

銅水淬渣在摻入石灰拌和壓實後具有不易吸水和強度較高的特點,可作為公路基層,在多雨潮濕地區築路尤為適用。用氣冷的銅渣作鐵路道碴鋪設混砂道床,沒有一般混砂道床容易下沉的缺點。

熔融的銅渣可以直接澆注入模並控製其結晶和退火溫度,製成致密堅硬的銅渣鑄石,作為耐磨材料使用。原德意誌民主共和國利用較多,中國20世紀50年代也已試驗和試用成功。在缺銅的土壤中施用銅渣粉以補充土壤中的微量元素,能夠提高小麥和向日葵等作物的產量。

有色金屬渣種類繁多,目前對重金屬渣中的銅、鉛、鎳爐渣的處理和利用研究得較多,輕金屬渣中的赤泥也受到重視,稀有金屬渣大都未進行有效的處理和利用。

六、赤泥

赤泥是從鋁土礦中提煉氧化鋁後排出的工業固體廢物。一般含氧化鐵量大,外觀與赤色泥土相似,因而得名。但有的因含氧化鐵較少而呈棕色,甚至灰白色。

鋁土礦中鋁含量高的,采用拜爾法煉鋁,所產生的赤泥稱拜爾法赤泥;鋁土礦中鋁含量低的,用燒結法或用燒結法和拜爾法聯合煉鋁,所產生的赤泥分別稱為燒結法赤泥或聯合法赤泥。

赤泥的物理性質:顆粒直徑0.088~0.25毫米,比重2.7~2.9,容重0.8~1.0,熔點1200℃~1250℃。

生產1噸氧化鋁要排出0.6~2.0噸赤泥。有的國家把赤泥排入海中,因含有堿等有害物質而汙染海洋,危害漁業生產。有的在陸地堆放,占用農田,汙染水係,幹燥後隨風飄揚,又汙染大氣。為了減少汙染,赤泥堆場底部應鋪設不透水層,在赤泥堆上麵鋪土種植植物。

但積極合理的辦法是開展綜合利用,如用赤泥生產建築材料、土壤改良劑,以及回收其中的金屬等。目前,燒結法赤泥已利用起來。

赤泥氧化鈣含量高,適合製造建築材料。中國在1963年開始用它作為普通水泥的生料。赤泥漿剛從氧化鋁廠排出時液固比一般為3~4,先通過真空過濾機過濾,使赤泥漿含水率降至60%以下。一般采用三元組分(石灰石、赤泥、砂岩)配料,有時還配入鐵粉,赤泥在生料中占25%~35%。